Vyondo vya Matumizi ya Vifungo vya Mzunguko wa DC katika Sekta ya Nishati Mpya

I. Maelezo mkuu​
Kwa maendeleo yasiyofikika ya umeme wa nyuklia mpya na vifaa vya kupaka umeme kwa magari ya chakula (EV), mashine ya DC zimehitimu kwa mapokezi ambayo ni juu zaidi. Vitufe vilivyokuwa la AC hazitweze kusimamisha utengenezaji wa DC wa matatizo, hii imeundia hitaji mkubwa wa suluhisho lenye vitufe mahususi ya DC. Suluhisho hili linatoa mpangilio wa usalama wa ziada kwa viashiria mbili muhimu: mifumo ya kutengeneza umeme wa jua (PV) na vifaa vya kupaka umeme kwa EV.

​II. Suluhisho la Ulinzi wa DC kwa Mifumo ya Kutengeneza Umeme wa Jua (PV)​

1. ​Tathmini ya Changamoto za Matumizi​
   • Utengenezaji wa kiwango cha DC wa PV unaweza kufika hadi 20 kA, ukichelewa kwenye uwezo wa kusimamisha wa vitufe vilivyokuwa la AC.
   • Matatizo ya arc ya DC yanaweza kuunda majanga ya moto.
   • Kupeleka malalamiko ni ngumu, na wakati wa wastani wa kutafuta sifa ya matatizo ni zaidi ya masaa miwili.
   • Vitufe vilivyokuwa la AC vinapatikana changamoto katika kukomesha arc na kusimamisha polepole katika matumizi ya DC.
2. ​Mizizi ya Suluhisho​
   Vifaa muhimu: vitufe mahususi ya DC ya 1500V
   • Inatumia teknolojia ya magnetic blowout arc extinction ili kusimamisha ufanisi wa utengenezaji wa DC wa matatizo.
   • Inajumuisha upunguzi wa islanding kwa mifumo ya PV ili kuhakikisha usalama wa huduma ya grid.
   • Imeundwa ndani ya Arc Fault Detection Module (AFCI) ili kuzuia ufanisi wa majanga ya arc ya DC.
   • Unda wa modular unastahimili mabadiliko mara tu, kurekebisha muda wa huduma.
3. ​Parameta za Teknolojia​
   • Kiwango cha imara: DC 1500V
   • Uwezo wa kusimamisha: 25 kA (zaidi ya asili ya kiwango cha juu cha utengenezaji wa matatizo wa mifumo ya PV)
   • Daraja la linzi: IP65 (aina ya nje), inayofaa kwa mazingira ngumu
   • Muda wa kutumika: ≥8,000 cylces
   • Kupeleka malalamiko: Inasaidia mawasiliano ya mbali na kuonyesha malalamiko.
4. ​Matokeo ya Kutatua​
   Mfano wa shamba la PV la 100MW unaonyesha:
   • Muda wa kupeleka malalamiko umekuruka kutoka masaa miwili hadi dakika tano.
   • Muda wa kutokufanya kazi wa mwaka wa kawaida umekuruka kwa asilimia 45%.
   • Hatari ya majanga ya moto wa DC imekuruka kwa asilimia 70%.

​III. Suluhisho la Ulinzi wa DC kwa Vifaa vya Kupaka Umeme kwa EV​

1. ​Tathmini ya Changamoto za Matumizi​
   • Inasaidia mifumo ya kupaka haraka zinazozidi 350 kW.
   • Inapambana na matatizo ya DC short-circuit wakati wa kupaka umeme.
   • Inapatikana na standards za protocols za kupaka umeme zenye ubora.
   • Inatafsiri matatizo ya ongezeko la joto lilotokana na utengenezaji wa kiwango cha juu.
2. ​Mizizi ya Suluhisho​
   Vifaa muhimu: vitufe mahususi ya DC ya liquid-cooled
   • Inatumia teknolojia ya liquid cooling ili kusaidia utengenezaji wa kiwango cha juu wa 500A.
   • Inajumuisha protocols za mawasiliano za kupaka umeme kama CCS/CHAdeMO.
   • Mipango ya usalama ya joto ya kisayansi (kutokosea kwa moja kwa moja kwenye mwendo wa 85°C).
   • Unda wa linzi wa sambamba: vitufe vya circuit muhimu + linzi ya kidogo.
3. ​Parameta za Teknolojia​
   • Kiwango cha imara: DC 1000V
   • Kiwango cha imara: 500A (vitufe vya circuit muhimu), 250A (linzi ya kidogo)
   • Muda wa kusimamisha: <5 ms (linzi haraka)
   • Muda wa kutumika: 10,000 cycles (inafaa kwa matumizi ya kiwango cha juu)
   • Mzunguko wa mawasiliano: CAN bus/Ethernet
4. ​Unda wa Mara ya Chaguo​
   Suluhisho la linzi la 350 kW charging pile:
   • Linzi muhimu: vitufe mahususi ya DC ya liquid-cooled ya 500A (kitu moja)
   • Linzi ya kidogo: vitufe mahususi ya DC ya 250A (vitu viwili - via nne)
   • Inasaidia kupaka umeme haraka na kimwili kwa migunio minne bila kujaribu.

​IV. Mchakato wa Faidesi za Teknolojia​

1. Uwezo wa kusimamisha kiwango cha juu: Uwezo wa kusimamisha wa 25 kA unafanana na matumizi mbalimbali za mifumo ya DC.
2. Kusimamisha haraka: Muda wa kusimamisha wa <5 ms unaweza kusimamisha uhamjwi wa matatizo.
3. Integretion ya kisayansi: Inajumuisha arc detection, linzi ya joto, na mawasiliano.
4. Uaminifu wa kiwango cha juu: Daraja la linzi la IP65 na unda wa muda wa kutumika wa kiwango cha juu.
5. Usalama wa mifumo: Inasaidia standards zenye ubora za mifumo ya PV na vifaa vya kupaka umeme kwa EV.

​V. Muhtasara​
Suluhisho hili la vitufe vya DC linapatikana kwa mahitaji maalum ya sekta ya nyuklia mpya kwa kutolea vifaa vya linzi vya DC. Linalindia matatizo ya kusimamisha wa mifumo ya DC, linawezesha usalama na uaminifu wa kutumika, na linatoa usalama muhimu kwa mifumo ya PV na vifaa vya kupaka umeme kwa EV.